[winapi] VirtualAlloc과 HeapAlloc의 차이점은 무엇입니까?

메모리 관리가 필요한 언어 (예 : C 또는 C ++)를 사용하려는 경우 메모리 할당 API (Windows)의 차이점을 이해하는 것이 매우 중요합니다. IMHO를 설명하는 가장 좋은 방법은 다이어그램을 사용하는 것입니다.

이것은 매우 단순화 된 Windows 관련보기입니다.

이 다이어그램을 이해하는 방법은 다이어그램에서 메모리 할당 방법이 높을수록 더 높은 수준의 구현을 사용한다는 것입니다. 그러나 바닥부터 시작합시다.

커널 모드 메모리 관리자

운영 체제에 대한 모든 메모리 예약 및 할당은 물론 메모리 매핑 된 파일 , 공유 메모리 , 쓰기 시 복사 작업 등을 지원합니다. 사용자 모드 코드에서 직접 액세스 할 수 없으므로 건너 뛰겠습니다. 여기.

VirtualAlloc / VirtualFree

사용자 모드 에서 사용할 수 있는 가장 낮은 수준의 API 입니다. 이 함수는 기본적으로 ZwAllocateVirtualMemory 를 호출 하여 빠른 시스템 호출 을 수행 하여 추가 처리를 커널 메모리 관리자에 맡깁니다 . 또한 사용자 모드에서 사용 가능한 모든 메모리에서 새 메모리 블록을 예약 / 할당하는 가장 빠른 방법입니다.VirtualAllocring0

그러나 두 가지 주요 조건이 있습니다.

• 시스템 단위 경계에 정렬 된 메모리 블록 만 할당합니다.

• 시스템 단위의 배수 인 크기의 메모리 블록 만 할당합니다.

그렇다면이 시스템 세분성 은 무엇 입니까? GetSystemInfo 를 호출하여 얻을 수 있습니다 . dwAllocationGranularity매개 변수 로 리턴됩니다 . 그 값은 구현 (및 하드웨어 가능)에 따라 다르지만 많은 64 비트 Windows 시스템에서는 0x10000바이트 또는 64K.

따라서 이것이 의미하는 바는 VirtualAlloc다음 과 같이 8 바이트 메모리 블록을 할당하려는 경우입니다 .

void* pAddress = VirtualAlloc(NULL, 8, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);

성공 pAddress하면 0x10000바이트 경계 에 정렬됩니다 . 그리고 8 바이트 만 요청 했음에도 불구하고 얻을 실제 메모리 블록은 전체 page(또는 4K바이트 와 같은 것 입니다. 정확한 페이지 크기가 dwPageSize매개 변수에 반환됩니다 .) 그러나 그 위에 전체 메모리 블록이 스패닝 0x10000바이트 (또는 64K대부분의 경우)는 추가 할당에 사용할 수 pAddress 없습니다 . 따라서 어떤 의미에서 8 바이트를 할당하면 65536을 요청할 수도 있습니다.

따라서 여기서 이야기의 교훈은 VirtualAlloc응용 프로그램의 일반적인 메모리 할당 을 대체하지 않는 것 입니다. 아래 힙 과 같이 매우 특정한 경우에 사용해야합니다 . (보통 큰 메모리 블록을 예약 / 할당하는 데 사용됩니다.)

VirtualAlloc잘못 사용하면 심각한 메모리 조각화가 발생할 수 있습니다.

HeapCreate / HeapAlloc / HeapFree / HeapDestroy

간단히 말해서 힙 함수는 기본적으로 함수의 래퍼입니다 VirtualAlloc. 여기에있는 다른 답변은 그것에 대한 꽤 좋은 개념을 제공합니다. 매우 단순한 관점에서 힙이 작동 하는 방식 은 다음과 같습니다.

• HeapCreateVirtualAlloc내부적으로 (또는 ZwAllocateVirtualMemory구체적으로) 호출하여 대규모 가상 메모리 블록을 예약합니다 . 또한 예약 된 가상 메모리 블록 내에서 더 작은 크기 할당을 추적 할 수있는 내부 데이터 구조를 설정합니다.

• 어느 통화 HeapAlloc와 HeapFree실제로 (의 코스 요청이 이미 예약 된 것을 초과하지 않는 한 / 새로운 메모리를 할당하지 않는 HeapCreate) 대신 그들은 미터 밖으로 (또는 commit작은 메모리 블록으로 해부하여) 이전에 예약 된 큰 덩어리, 그 사용자 요청.

• HeapDestroy차례로 VirtualFree실제로 가상 메모리를 해제하는 호출 .

따라서이 모든 것이 힙 함수를 애플리케이션의 일반 메모리 할당에 대한 완벽한 후보로 만듭니다 . 임의의 크기 메모리 할당에 적합합니다. 그러나 힙 함수 의 편리함을 위해 지불하는 작은 대가 는 VirtualAlloc더 큰 메모리 블록을 예약 할 때 약간의 오버 헤드가 발생한다는 것 입니다.

힙의 또 다른 좋은 점은 실제로 만들 필요가 없다는 것입니다. 일반적으로 프로세스가 시작될 때 생성됩니다. 따라서 GetProcessHeap 함수 를 호출하여 액세스 할 수 있습니다 .

malloc / 무료

힙 함수에 대한 언어 별 래퍼입니다 . 달리 HeapAlloc, HeapFree코드가 다른 운영 체제는 Windows 용으로 컴파일하지만, 경우 등 이러한 기능뿐만 아니라 작동합니다 (등 리눅스 등)

이것은 C로 프로그래밍하는 경우 메모리를 할당 / 비우기 위해 권장되는 방법입니다. (특정 커널 모드 장치 드라이버를 코딩하지 않는 한)

신규 / 삭제

A와 이리 높은 수준 (물론,에 대한 C++) 메모리 관리 연산자. 그들은을위한 특정 C++언어, 같은 malloc대한 C, 또한 대한 래퍼 heap기능. 또한 C++생성자의 특정 초기화, 소멸자 할당 해제, 예외 발생 등 을 처리하는 자체 코드가 많이 있습니다 .

이러한 함수는에서 프로그래밍하는 경우 메모리 및 개체를 할당 / 해제하는 데 권장되는 방법입니다 C++.

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마지막으로, VirtualAlloc프로세스간에 메모리를 공유 하는 데 사용 하는 것에 대한 다른 응답에서 언급 한 내용에 대해 한 가지 언급하고 싶습니다 . VirtualAlloc그 자체로는 예약 / 할당 된 메모리를 다른 프로세스와 공유 할 수 없습니다. 이를 위해서는 CreateFileMapping다른 프로세스와 공유 할 수있는 명명 된 가상 메모리 블록을 생성 할 수있는 API 를 사용해야 합니다. 또한 읽기 / 쓰기 액세스를 위해 디스크의 파일을 가상 메모리에 매핑 할 수 있습니다. 그러나 그것은 또 다른 주제입니다.